一、電力系統自動化技術 

　　1.電網調度自動化。電網調度自動化主要組成部分由電網調度控制中心的汁算機網絡系統、工作站、服務器、大屏蔽顯示器、打印設備、通過電力系統專用廣域網連結的下級電網調度控制中心、調度范圍內的發電廠、變電站終端設備等構成。電網調度自動化的主要功能是電力生產過程實時數據采集與監控電網運行安全分析、電力系統狀態估計、電力負荷予測、自動發電控制、自動經濟調度并適應電力市場運營的需求等。 

　　2.變電站自動化。電力系統中變電站與輸配電線路是聯系發電廠與電力用戶的主要環節。變電站自動化的目的是取代人工監視和電話人工操作,提高工作效率,擴大對變電站的監控功能,提高變電站的安全運行水平。變電站自動化的內容就是對站內運行的電氣設備進行全方位的監視和有效控制,其特點是全微機化的裝置替代各種常規電磁式設備;二次設備數字化、網絡化、集成化,盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜;操作監視實現計算機屏幕化;運行管理、記錄統計實現自動化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網調度自動化不可分割的重要組成部分,是電力生產現代化的一個重要環節。 

　　3.發電廠分散測控系統(DCS)。 

　　過程控制單元(PCU)由可冗余配置的主控模件(MCU)和智能l/O模件組成。MCU模件通過冗余的l/O總線與智能l/O模件通訊。PCU直接面向生產過程,接受現場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關量、脈沖量等信號,經運算處理后進行運行參數、設備狀態的實時顯示和打印以及輸出信號直接驅動執行機構,完成生產過程的監測、控制和聯鎖保護等功能。 

　　運行員工作站(OS)和工程師工作站(ES)提供了人機接口。運行員工作站接收PCU發來的信息和向PCU發出指令,為運行操作人員提供監視和控制機組運行的手段。工程師工作站為維護工程師提供系統組態設置和修改、系統診斷和維護等手段。 

二、電力系統自動化總的發展趨勢 

　�。ㄒ唬┊斀耠娏ο到y的自動控制技術正趨向于 

　　1、在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。2、在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。3、在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。4、在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。 

　�。ǘ�）整個電力系統自動化的發展則趨向于 

　　1、由開環監測向閉環控制發展，例如從系統功率總加到AGC（自動發電控制）。2、由高電壓等級向低電壓擴展，例如從EMS（能量管理系統）到DMS（配電管理系統）。3、由單一功能向多功能、一體化發展，例如變電站綜合自動化的發展。4、裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展，例如繼電保護技術的演變。5、追求的目標向最優化、協調化、智能化發展，例如勵磁控制、潮流控制。 

2、由開環監測向閉環控制發展，例如從系統功率總加到AGC（自動發電控制）；由高電壓等級向低電壓擴展，例如從EMS（　能量管理系統）到DMS（配電管理系統）；由單個元件向部分區域及全系統發展，例如SCADA（監測控制與數據采集）　的發展和區域穩定控制的發展；由單一功能向多功能、一體化發展，例如變電站綜合自動化的發展；裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展，例如繼電保護技術的演變；追求的目標向最優化、協調化、智能化發展，例如勵磁控制、潮流控制；由以提高運行的安全、經濟、效率為目標向管理、服務的自動化擴展，例如MIS（管理信息系統）在電力系統中的應用。 

三、具有變革性重要影響的三項新技術 

　�。ㄒ唬╇娏ο到y的智能控制 

　　電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段：基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段；線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段；智能控制階段。電力系統控制面臨的主要技術困難有：1、電力系統是一個具有強非線性的、變參數的動態大系統。2、具有多目標尋優和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。3、不僅需要本地不同控制器間協調，也需要異地不同控制器間協調控制。 

　�。ǘ�）FACTS和DFACTS 

　　1、FACTS概念的提出 

　   在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候，一種改變傳統輸電能力的新技術――柔性交流輸電系統（FACTS）技術悄然興起。 

　　所謂“柔性交流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術，簡稱FACTS，就是在輸電系統的重要部位，采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置，對輸電系統的主要參數（如電壓、相位差、電抗等）進行調整控制，使輸電更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統，以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量，并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。 

　　2、FACTS的核心裝置之一――ASVC的研究現狀 

　　各種FACTS裝置的共同特點是：基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。 

　　ASVC由二相逆變器和并聯電容器構成，其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩態運行電壓，而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓，因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比，ASVC的調節范圍大，反應速度快，不會發生響應遲緩，沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲，并且因為ASVC是一種固態裝置，所以能響應網絡中的暫態也能響應穩態變化，因此其控制能力大大優于同步調相機。 

　　3、DFACTS的研究態勢 

　　DFACTS是指應用于配電系統中的靈活交流技術，它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是：對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法，在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。 

基于GPS統一時鐘的新一代EMS和動態安全監控系統。（1）基于GPS統一時鐘的新一代EMS。目前應用的電力系統監測手段，主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集（SCADA）系統。前者記錄數據冗余，記錄時間較短，不同記錄儀之間缺乏通信，使得對于系統整體動態特性分析困難；而后者數據刷新間隔較長，只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足，即不同地點之間缺乏準確地共同時間標記，記錄數據只是局部有效，難以用于對全系統動態行為的分析；（2）基于GPS的新一代動態安全監控系統�；�于GPS的新一代動態安全監控系統，是新動態安全監測系統與原有SCADA的結合。電力系統新一代動態安全監測系統，主要由同步定時系統，動態相量測量系統、通信系統和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現的同步相量測量技術和光纖通信技術，為相量控制提供了實現的條件。

  （三）基于GPS統一時鐘的新一代EMS和動態安全監控系統 

　　1.基于GPS統一時鐘的新一代EMS 

　　目前應用的電力系統監測手段主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集(SCADA)系統。前者記錄數據冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統整體動態特性分析困難;后者數據刷新間隔較長,只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數據只是局部有效,難以用于對全系統動態行為的分析。 

　　2.基于GPS的新一代動態安全監控系統 

　　基于GPS的新一代動態安全監控系統,是新動態安全監測系統與原有SCADA的結合。電力系統新一代動態安全監測系統,主要由同步定時系統,動態相量測量系統、通信系統和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現的同步相量測量技術和光纖通信技術,為相量控制提供了實現的條件。GPS技術與相量測量技術結合的產物――PMU(相量測量單元)設備,正逐步取代RTU設備實現電壓、電流相量測量(相角和幅值)。 

四、當前電力系統自動化依賴lT技術向前發展的重要熱點技術 

　　1.電力一次設備智能化。常規電力一次設備和二次設備安裝地點一般相隔幾十至幾百米距離,互相間用強信號電力電纜和大電流控制電纜連接,而電力一次設備智能化是指一次設備結構設計時考慮將常規二次設備的部分或全部功能就地實現,省卻大量電力信號電纜和控制電纜,通常簡述為一次設備自帶測量和保護功能。 

　　2.電力一次設備在線狀態檢測。對電力系統一次設備如發電機、 

　　汽輪機、變壓器、斷路器、開關等設備的重要運行參數進行長期連續的在線監測,不僅可以監視設備實時運行狀態,而且還能分析各種重要參數的變化趨勢,判斷有無存在故障的先兆,從而延長設備的維修保養周期,提高設備的利用率,為電力設備由定期檢修向狀態檢修過度提供保障。

　　 3.光電式電力互感器。電力互感器是輸電線路中不可缺少的重要設備,其作用是按一定比例關系將輸電線路上的高電壓和大電流數值降到可以用儀表直接測量的標準數值,以便用儀表直接測量。其缺點是隨電壓等級的升高絕緣難度越大,設備體積和質量也越大;信號動態范圍小,導致電流互感器會出現飽和現象,或發生信號畸變;互感器的輸出信號不能直接與微機化計量及保護設備接口。 

　　4.適應光電互感器技術的新型繼電保護及測控裝置。電力系統采用光電互感器技術后,與之相關的二次設備,如測控設備,繼電保等裝置的結構與內部功能將發生很大的變化。首先省去了裝置內部的隔離互感器、A/D轉換電路及部分信號處理電路,從而提高了裝置的響應速度。但需要解決的重要關鍵技術是為滿足數值計算需要對相關的來自不同互感器的數據如何實現同步采樣,其次是高效快速的數據交換通信協議的設計。 

五、電力系統自動化的研究方向

　�。ㄒ唬┲悄鼙Ｗo與變電站綜合自動化

　　對電力系統電保護的新原理進行了研究，將國內外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動控制理論、自適應理論、網絡通信、微機新技術等應用于新型繼電保護裝置中，使得新型繼電保護裝置具有智能控制的特點，大大提高電力系統的安全水平。對變電站自動化系統進行了多年研究，研制的分層分布式變電站綜合自動化裝置能夠適用于35-500kV各種電壓等級變電站。微機保護領域的研究處于國際領先水平，變電站綜合自動化領域的研究已達到國際先進水平。

　　（二）電力市場理論與技術

　　基于我國目前的經濟發展狀況、電力市場發展的需要和電力工業技術經濟的具體情況，認真研究了電力市場的運營模式，深入探討并明確了運營流程中各步驟的具體規則；提出了適合我國現階段電力市場運營模式的期貨交易（年、月、日發電計劃）、轉運服務等模塊的具體數學模型和算法，緊緊圍繞當前我國模擬電力市場運營中亟待解決的理論問題。

　　（三）電力系統實時仿真系統

　　對電力負荷動態特性監測、電力系統實時仿真建模等方面進行了研究，引進了加拿大Teqsim公司生產的電力系統數字模擬實時仿真系統，建成了全國高校第一家具備混合實時仿真環境的實驗室。該仿真系統不僅可進行多種電力系統的穩態及暫態實驗，提供大量實驗數據，并可與多種控制裝置構成閉環系統，協助科研人員進行新裝置的測試，從而為研究智能保護及靈活輸電系統的控制策略提供了一流的實驗條件。

　六、電力系統運行人員培訓仿真系統

　　電力系統運行人員培訓仿真系統是針對我國電力企業職工崗位培訓的迫切要求，將計算機、網絡和多媒體技術的最新成果和傳統的電力系統分析理論相結合，利用專家系統、智能cai（計算機輔助教學）理論，是進行電力系統知識教學、培訓的一種強有力手段。本系統設計新穎，并合理配置軟件資源分布，教、學員臺在軟件系統結構上耦合性很少，且系統硬件擴充簡單方便，因此學員臺理論可無限擴充。

　七、配電網自動化

　　在中低壓網絡數字電子載波ndlc、配網的模型及高級應用軟件pas、地理信息與配網scada一體化方面取得了重大技術突破。其中，ndlc采用了dsp數字信號處理技術，提高了載波接收靈敏度，解決了載波正在配電網上應用的衰耗、干擾、路由等技術難題；高級應用軟件pas將輸電網ems的理論算法與配網實際結合起來，采用了最新國際標準IEC61850、IEC61970CIM公共信息模型；采用配網遞歸虛擬流算法進行潮流計算；應用人工智能灰色

總結 

　　隨著計算機技術、控制技術及信息技術的發展，電力系統自動化也面臨著空前的改革。因為電力系統要想能適應市場經濟建設需求、促進社會可持續發展，就必須要實現全面自動化、一體化的管理。而且，在電力系統的廣泛運營中，自動化控制體系的建立是管理水平、制度水平、科技水平、智能化水平、人性化水平中最真實有效的體現，也是電力系統生產效能、服務效率提升的重要影響因素。因此，多媒體技術、智能控制將迅速進入電力系統自動化領域，并且會推動電力系統控制向更高水平發展。